Gliederung: 1. Was ist Photovoltaik?
1.1 Vorteile der Photovoltaik
1.2. Nachteile der Photovoltai
2. Geschichte der Photovoltaik
3. Funktionsweise und Aufbau einer Solarzelle
4. Anwendungen von Photovoltaik 4.1 Solarbekleidung
4.2 Solarflugzeuge
5.
Der
"Solarpark Leipziger Land"
- Photovoltaikanlage
tritt an Stelle des Kohleabbaus
6. Eigene Meinung
1. Was ist Photovoltaik
- beschreibt Umwandelung Sonnenenergie - elektrische Energie
- mit Hilfe v. Solarzellen
- Photovoltaik (2 Worte)
- „photo“- Licht
- „voltaik“ abgeleitet v. Wissenschaftler Alessandro Volta
- einer d. Begründer der Elektrotechnik
- Effekt der Photovoltaik stellte Volta 1793 fest
- erster Zeit Solarzellen benutzt um Weltraumsatelliten mit Strom zu
versorgen
- Heutzutage Photovoltaik - sehr großem Ausmaß verwendet
- Stromgewinnung in Solarparks; auf Dächern; an Schallschutzwänden
usw
- Anwendungsbereich enorm gewachsen
1.1 Vorteile
- gehört zu regenerativen Energien (d.h. "unendlich" da)
- zu ~ gehören u.a. Wasser- + Windenergie
+ Energiegewinnung aus Biomasse
- keine sonstigen Emissionen (d.h. durch Photovoltaikanlagen
z.B. kein Lärm (wie bei Windrädern ) + kein Kohlenstoffdioxid
abgegeben
- durch Nutzung der Photovoltaikanlagen: trägt zur CO2 - Minderung
bei
- Photovoltaikanlagen meist wartungsfrei
--> keine
Wartungskosten
- Solarstromanlagen
kann fast jeder auf Dach installieren
-
Baugenehmigung nicht notwendig
- Ausnahmen:
denkmalgeschützte Gebäude (Photovoltaikanlagen
optisches
Erscheinungsbild verändern)
- Unabhängiger v. Öl-fördernden Staaten (Lieferung und
Preisschwankung)
--> können zukünftige Energiekrisen vermieden werden
- spart Transportkosten wenn Strom v. großen Kraftwerken zu
Verbrauchern gelangt
- Bei Transport zum Verbraucher --> Energie verloren
--> nicht mehr der Fall
1.2
Nachteile
- Investitionskosten
in Photovoltaikanlage hoch
- kann
zu Problemen mit Wechselrichter kommen --> Austausch
- kann zu unerwartet hohen Kosten kommen
(Wechselrichter =teuer) - ABER: Wechselrichter v.
Markenherstellern laufen ~15 Jahre ohne Probleme
-
Leistungsfähigkeit v. Photovoltaikanlage sinken
schnell
- nach 20
Jahren ca. 80-95 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung
- Aufgrund
wetterabhängiger, tagesabhängiger + jahreszeitabhängiger
Sonneneinstrahlung
keine stetige Energieversorgung
(ohne
zusätzliche Speichertechnologie)
2.Geschichte
- photovoltaische Effekt 1839 von Alexandre
Edmond Becquerel entdeckt
- photovoltaische Effekt = physikalisches Phänomen
welches Umwandlung v.Licht --> Elektrizität ermöglicht
- Becquerel entdeckte das Leitfähigkeit ( Erhöhung der
Lichtintensität) stärker wird
- 1954: Pearson, Fuller + Chapin Entwicklung erste
Solarzelle auf Siliziumbasis
( fand Verwendung i. Industrie.) ; Wirkungsgrad: ~ 6 %
- Einsatz d. Photovoltaik ab
1958: Weltall bei US-Satelliten; später auch auf Erde
- Mitte 20. JH nicht für jeden nutzbar (geringe Stückzahlen+kleinem
Wirkungsgrad)
- In 70er Jahren (nach Ölkrise): Entstehung zahlreicher
Forschungsstationen
(Beschäftigung mit Entwicklung Solarzelle)
- ständige Weiter- + Neuentwicklungen
- Wirkungsgrad heute: bis 31% (durch Multispektralzellen)
3. Funktionsweise und Aufbau einer Solarzelle
- bei Photovoltaikanlagen entsteht Strom aus Licht
(obwohl kein Teil mechanisch bewegt)
- hauptsächlichste Element: Solarzelle
- fängt Lichtenergie ein + Umwandlung in elektrische Energie
- Funktionsweise d. Solarzelle hier in diesem Video sehen
VIDEO
4. Anwendungen von Photovoltaik
4.1 Solarbekleidung
- Seit 2000: Einarbeitung Dünnschicht Solartechnologien in
Bekleidung (Bild 8)
- nicht wie übliche Solarzellen groß + fest sondern flexibel,
waschbar + manchmal aufdruckbar
- Idee hinter dieser Erfindung: heutzutage viele Menschen die elektr.
Geräte
(Handy, Mp3 Player) herumtragen
- Mit Entwicklung v. tragbaren Solarzellen --> ersten
Solarbekleidungen
- Besitzer immer tragbare Energiequelle bei sich
- Viele Kleidungen haben USB-Steckplatz ( elektr. Geräte direkt
von Kleidung erzeugten Energie laden)
- Außerdem Kleidungen die Energie direkt zu Wärme umwandeln
--> Anwendung in nördl. Klimazonen
- Anfangs nur Einzelstücke produziert (z.B. Kleid aus Solarzellen;
Solar-Bikini; leuchtendes T-Shirt usw.)
- meisten solcher Kreationen v. asiatischen Designern
- meistens kein Anschluss um Energie extern zu nutzen
- dekorativ aussehen + blinken
- Anreiz sehr begrenzt, da Preis hoch
- Außerdem: Solarzellen sollen relativ unauffällig + nicht
übertrieben
futuristisch sein
- Trotz Neuerfindung hat Solarkleidung hohes Potential
(um auf Markt festzusetzen)
- Viele zeigen Interesse, sobald preislich erschwinglich +
Solarkleidung
erwünschten Nutzen bringt
4.2
Solarflugzeuge
- November 1974 hob 1. solarbetriebene Flugzeug ab
--> NASA-Projekt + große Hoffnung das Solarflugzeuge
großes Anwendungsfeld finden
--> Warum sieht man noch Kerosin betriebene Flugzeuge
am Himmel+keine Solarflugzeuge?
- Entwicklung nicht stehen geblieben --> konzentriert sich auf
militärischen Bereich + regional ausgerichtete Beobachtungseinsätze
- Solarflugzeuge: gut als Drohnen, Segelflieger + andere leichte
Flieger
- sollen nur in Luft schweben + keine schnellen Flugmanöver
- kleine Solarflieger sehr lange in großer Höhe bleiben, da keine
schweren Treibstofftanks + keine Passagierlasten
- Solarflugzeuge i. großen Höhen effektiv--> Sonneneinstrahlung
nicht
durch Erdatmosphäre gedämpft
+ keine Abschattung durch Wolken
- Einsätze v. staatlicher Seite nehmen zu
- bevor Einsetzung als Passagierflugzeuge --> jahrelange
Sicherheitstest absolvieren
- große Hürde + sehr teuer da Messlatte für
Sicherheitsvorkehrungen
sehr hoch -> geht um Menschenleben
- weiteres Problem: Wartung der Flugzeuge --> herrscht großer
Mechanikermangel, da hochqualifiziertes Personal kaum gibt
5. Der
"Solarpark Leipziger Land"
- Espenhain ca. 30 Kilometer südlich v. Leipzig
- zu DDR- Zeiten wegen Umweltverschmutzung berüchtigt
- Hier steht Symbol für eine der bedeutendsten Energiewenden des
neuen Jahrtausends:
- "Solarpark Leipziger Land"
- Hier wird Ãœbergang deutlich von umweltbelastender Stromproduktion
(aus fossilen Brennstoffen) - erneuerbaren Energien
- Stromproduktion aus Sonnenenergie tritt an Stelle für
Braunkohleabbau + Brikettfabriken
- Emissionen
~3.600 Tonnen CO2 jährlich vermieden (laut Geosol)
- Auf Fläche:16 Hektar (ehemaligen Kohlestaubdeponie) steht Anlage
(33.264 Solarmodulen bestehend)
- Module auf Gestellen aus
Robinienholz
--> Robinienholz gilt als
unverwüstlich+widerstandsfähig gegen Witterung
- Strom an öffentliche Netz eingespeiste
- reicht aus, um ~ 1.800 Haushalte mit Elektrizität zu bereichern
- "Solarpark Lpz Land" war
2004 eines d. größten Solarstromkraftwerke i. Europa
- beachtlichen Leistung: 5 Megawatt hat
- eröffnet neue Dimension der Gewinnung v. Sonnenenergie
laut Bundesumweltminister Jürgen Trittin:
"Wir brauchen diese Entwicklung in die Megawattbereiche, damit
durch die Massenproduktion von Solarzellen Sonnenstrom schneller
billiger wird"
- Bundesumweltminister am 8. September 2004 bei Einweihung v.
Solarparks
- Anlage steht auf ehemaligen Kohlestauabsetzbecken --> durch
40jährigen
Braunkohleabbau entstanden
- 16 Hektar für Solar-Generatorenfeld genutzt + 2 Hektar von Biotop
eingenommen
- Aschestaub ( mehreren Metern Stärke) wurde zur Bewahrung
mit Erdschicht überdeckt + begrünt
- weitere Begrünung = denkbar + vorgesehen
- Flächen unter Modulen werden genutzt
- z.B. durch Schafbeweidung
- Solarpark natürlich auch seinen
Preis:
- Projekt „Solarpark Leipziger
Land“ ~ 22 Millionen Euro teuer